摘要:金属卤化物钙钛矿 (MHP) 将非凡的光电特性与半导体同类产品所不具备的化学和机械特性相结合。例如,它们表现出与单晶砷化镓相当的光电特性,但形成能却接近于零。MHP 的晶格能较小,这意味着它们在接近有机材料的标准条件下经历了丰富多样的多态性。MHP 还表现出与最先进的电池电极一样高的离子传输率。金属卤化物钙钛矿最广泛的应用(例如光伏和固态照明)通常将低形成能、多态性和高离子传输视为应消除的麻烦。在这里,我们通过将这些特性与其他技术相关的半导体进行比较来全面了解这些特性,以强调这种特性组合对于半导体的独特性,并说明如何在新兴应用中利用这些特性。M
一个核心假设是,具有最大负自由能且不受整体成分约束的反应将首先发生在界面处(反应 1),因为成核势垒在很大程度上取决于反应能量(方程 1)。但是,如果两个相具有高度的结构相似性,则可以假设成核相的表面能贡献将很低(例如拓扑化学),并且还会导致较低的成核势垒 ∆ G †(反应 2)。21 (c) 左侧表示简单串行反应途径的示意反应坐标图。实际固态反应由多个并行步骤进行,可以用反应网络更好地建模,如右图所示。经参考文献许可转载。26
有多种动机将引力理论扩展到爱因斯坦广义相对论 (GR) 之外。所有将这一理论与量子物理相协调的尝试都会以额外场、高阶运动方程或高阶曲率不变量的形式引入与广义相对论的偏差。例如,取弦理论中最简单的玻色弦理论的低能极限,得到 ω = − 1 布兰斯-迪克理论,而不是广义相对论,后者是标量张量理论的原型(ω 是布兰斯-迪克耦合)[1,2]。然而,研究替代引力理论的最有力动机来自宇宙学。例如,最受数据青睐的膨胀模型,即斯塔罗宾斯基膨胀,包括对广义相对论的量子修正。最重要的是,基于广义相对论的标准冷暗物质宇宙学模型无法令人满意地理解当今宇宙的加速膨胀:它需要引入一个令人惊奇的精细调节的宇宙常数或另一种形式的特设暗能量,而暗能量的性质仍然难以捉摸[3]。无论如何,即使承认暗能量的存在,冷暗物质的其他问题仍然无法解决,如哈勃张力[4,5]、对同样神秘的暗物质的要求,以及困扰宇宙学和黑洞物理学的奇点问题。因此,研究其他引力理论来解决或缓解这些问题至少是合理的。修改广义相对论最简单的方法是增加一个标量(大质量)自由度,这导致了 Brans-Dicke 引力[6]及其标量-张量推广[7-10]。 f(R) 类引力理论原来是标量张量理论的一个子类,它在解释当前没有暗能量的宇宙加速过程中非常流行([11],参见[12-14]的评论)。在过去的十年中,旧的 Horndeski 引力 [15] 被重新审视并进行了深入研究(参见[16]的评论)。这类理论被认为是最一般的标量张量引力,允许二阶运动方程,但后来人们发现,如果满足合适的退化条件,更一般的退化高阶标量张量 (DHOST) 理论可以允许二阶运动方程(参见[17]的评论)。Horndeski 和 DHOST 理论在其作用中包含任意函数,这使得场方程非常繁琐,研究起来也很困难。多信使事件 GW170817/GRB170817 [ 18 , 19 ] 证实了引力波模式以光速传播,这基本上排除了结构最复杂的 Horndeski 理论 [ 20 ],但仍存在许多可能性(对应于作用中的四个自由函数)。因此,很难掌握这些理论及其解决方案的详细物理意义,并且大部分工作必然局限于形式理论方面和寻找分析解决方案。
利用密度泛函理论讨论了环状三氧化铬团簇与各种气体的相互作用。研究了 n=1 至 6 的环状 (CrO 3 ) n 团簇。相互作用的气体包括 CO、H 2 、NH 3 、CH 4 和 O 2 。所有相互作用的气体都会从 CrO 3 团簇中吸收氧原子(O 2 除外),留下缺氧的团簇,而环境空气中的 O 2 会重新氧化这些团簇。CrO 3 缺氧团簇具有较低的能隙,这提高了这些团簇对相互作用气体的敏感性。讨论了相互作用的热力学,包括对吉布斯自由能、焓和反应熵的评估。反应温度的变化使用吉布斯能量值显示了反应发生的温度范围。一些气体反应是放热的还是吸热的,具体取决于焓的值。自然键轨道 (NBO) 分析显示了 CrO 3 团簇和气体中每个原子上的电荷。这些电荷解释了团簇和气体之间的反应静电。可以使用能隙和反应速率的变化来计算气体对这些气体的相对敏感度。
信息科学将熵解释为变量中包含的“信息量”。感官系统将空间刺激压缩为全息表示。数据压缩会增加信息密度 [22, 23, 24]。正交变换将时间上相距遥远的身份整合到主观观察者状态中 [1, 2, 11, 15, 19]。因此,虽然时间变异性提供了高度的自由度,但通过正交变形对感官数据进行变换可以为经验和记忆产生稳定性,而不受感官干扰 [15]。感知(反应)源于自我调节,恢复高熵(静息)状态。因此,静息稳态是熵的要求。由于诱发状态建立在静息电位之上,因此可以使用热力学进行分析 [3, 4, 5, 18]。
摘要:发展量子系统的自洽热力学理论对现代物理学至关重要。尽管它在量子科学和技术中发挥着重要作用,但目前还没有统一的形式来描述一般自治量子系统中的热力学,许多基本问题仍未得到解答。沿着这个思路,大多数当前的努力和方法将分析限制在近似描述和半经典状态的特定场景中。在这里,我们提出了一种基于众所周知的施密特分解来描述任意二分自治量子系统热力学的新方法。这种形式提供了一个简单、精确和对称的框架来表达相互作用系统之间的能量,包括超出标准描述范围的场景,例如强耦合。我们表明,这一过程可以直接识别适合表征物理局部内部能量的局部有效算子。我们还证明这些量自然满足通常的热力学能量可加性概念。
在过去的十年中,许多效果一直致力于了解如何从孤立的量子系统开始在哈密顿动力学,平衡和有效的热力学在长时间出现[1]。另一方面,对开放量子系统的研究引发了人们对在开放系统的量子演变下发生的量子热力学问题的兴趣[2]。量子动力学如何从量子动力学出现,量子系统如何动态平衡和热化以及是否始终在量子状态下达到热力化的问题是量子热力学研究的核心。显然,热力学物理学的基本要素是统计,即所研究系统的随机性质。我们的团队是使用用激光直接 - 连续方法制造的集成量子波导电路在随机光子结构中实施随机量子光的先驱之一[3]。当超短激光脉冲紧密聚焦于透明的散装材料中时,非线性吸收会导致光学分解和微等离子体的形成,从而诱导材料的分子结构永久变化。在融合二氧化硅作为宿主材料的特定情况下,密度在局部增加,从而永久增加了折射率。这些变化的尺寸大致与焦点区域的大小相同。通过相对于光束横向移动样品,获得了连续的修改并创建波导(见图1a)。1b)。这样的指南几乎可以沿任意路径的任何安排编写,因为放置焦点的唯一限制因素是写作目标的焦距。在我们在随机光子波导结构上的工作中,我们制造了具有随机间距[5]和随机折射率[6]的波导的扩展晶格[6],从而产生了整个波函数的统计传播动力学(见图在将量子光发射到这些结构中并检查两粒子相关函数时,人们观察到,除了光子的预期玻体束外,发生了热化过程,因此光子位于结构中心(见图1C),显然正在从弹道运输到本地化的过渡。
凝聚态物质和材料研究委员会 (CMMRC) 国家科学院研讨会,主题为“极端材料数据分析和监测工具的前沿” 2022 年 10 月 6 日星期四;美国东部标准时间上午 10:20 美国国家科学院凯克中心 – 美国华盛顿特区
摘要:神经系统的电活动是意识现象学的基础。感官知觉触发与环境的信息/能量交换,但大脑的反复激活保持静止状态,参数恒定。因此,感知形成一个封闭的热力学循环。在物理学中,卡诺发动机是一种理想的热力学循环,它将热量从热库转化为功,或者反过来,需要功将热量从低温库转移到高温库(逆卡诺循环)。我们通过吸热逆卡诺循环分析高熵大脑。其不可逆激活为未来定位提供了时间方向性。神经状态之间的灵活转移激发了开放性和创造力。相反,低熵静止状态与可逆激活平行,可逆激活通过重复思考、悔恨和遗憾强加过去的焦点。放热卡诺循环会降低精神能量。因此,大脑的能量/信息平衡形成了动机,被感知为立场或负面情绪。我们的工作从自由能原理的角度分析了积极和消极情绪以及自发行为。此外,电活动、思想和信念适合于时间组织,这是与物理系统正交的条件。在此,我们提出,对情绪热力学起源的实验验证可能会启发更好的精神疾病治疗方案。
压缩CO 2 储能技术是平抑可再生能源产量波动的可行解决方案,具有巨大的发展前景。目前面临的主要挑战是如何实现低压CO 2 的高密度储存。为了摆脱低压CO 2 液化储存和大规模洞穴储存带来的工程应用限制,本文提出了一种新型吸附跨临界压缩CO 2 储能系统。采用Fe-MOR(0.25)作为吸附剂,在298 K和0.1 MPa下CO 2 的储存密度可达390.94 kg/m 3 。基于热力学第一定律和第二定律进行热力学模拟。结果表明,设计条件下系统往返效率、火用效率和储能密度分别为66.68 %、67.79 %和12.11 kWh/m 3 。敏感性分析结果表明:高压罐储压和储温对系统具有复合效应,是影响系统性能的关键参数;临界点泄压会引起系统性能突变;换热器效率、压缩机和涡轮等熵效率的提高对系统性能有正向影响。